mysql中的mvcc

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综述

MVCC全称多版本并发控制。

主要原理就是对于同一份数据，在数据库中存储多份，每一份都是一个版本。然后根据事务发生的先后顺序，来决定哪些版本的数据对该事务可见，从而实现并发控制。

MVCC主要解决的问题

MVCC主要解决的是读写并发问题，可以在无锁情况下实现读写并发，从而可以提交读写效率。

关系型数据库中的读已提交、可重复读事务的隔离等级就是基于MVCC实现的。

MVCC在mysql中的应用

mysql中的Innodb存储引擎支持MVCC，对于Innodb表，mysql会默认为表创建几个隐藏列，其中比较重要的就是

  • tx_id ,事务id列，用于表明修改该行数据的事务id

  • 回滚指针列，由于Innodb支持事务，且默认事务的隔离等级为可重复读，其内部对于一行数据，会存储多个版本，回滚指针用于指向在事务修改该行数据之前，该行数据的样子(即该行数据的上一个版本)，如下图所示，图片来自 MySQL的多版本并发控制(MVCC)是什么

    Undo Log回滚历史记录

mvcc实现可重复读

mysql会按照事务的先后顺序，以严格递增方式为每一个事务分配一个唯一的事务id。

当mysql开启一个事务时，会立即形成一个快照，称之为read view,read view中记录了所有当前活跃的事务id(所谓活跃，是指事务已经开始，但是还没有结束)。在read view中的活跃事务集合中，存在一个最小id的事务，假设称之为low_tx_id, 存在一个最大事务id，high_tx_id。当前事务称之为cur_tx_id，假定cur_tx_id要读取的那行数据的隐藏事务列为tx_id，则可能存在如下几种情况。

这里需要说明一点，当前事务id不一定是read view中的最大值，因为在开启事务时，生成read view之前，可能会有新的事务进来，这个时候就会出现read view中的rv_max_tx_id比当前事务id大的情况

  • cur_tx_id = tx_id，表示这行数据就是由当前事务修改的，必然对该事务可见
  • tx_id < low_tx_id，表示在当前事务开启的时候，tx_id所代表的事务已经提交了，因此这行的该版本数据，对当前事务可见
  • low_tx_id <= tx_id <= high_tx_id, 且tx_id在read view集合中，表示当前事务开启时，tx_id事务还未提交，因此这行数据的这个版本对当前事务不可见
  • low_tx_id <= tx_id <= high_tx_id, 且tx_id不在read view集合中，表示当前事务开启时，tx_id事务已经提交，因此这行数据对当前事务可见
  • tx_id > high_tx_id，表示tx_id事务是在当前事务开启之后提交的，因此数据对当前事务不可见

mvcc通过如上原理，再加上回滚指针，按照如下流程就行读取。

  • 当读取的数据版本，对当前事务可见时，则可以直接读取，结束

  • 当读取的数据版本，对当前事务不可见时，则按照改行的隐藏列回滚指针列，去读取这上数据的上一个版本（这个数据是存储在undo日志中的）

  • 首先读取这个版本对应的事务id列，获取tx_id，并与上述规则进行匹配，成功，则该版本数据对当前事务可见，结束； 否则继续第二步

MVCC实现读已提交

在读提提交隔离级别，MVCC遵循的规则和上面一致，不同的点是，在事务执行过程中，每一次的读操作，都会创建一个read view。

这样的话，read view不断更新，因此之前不可见的数据，随着对应事务的提交，也会对当前事务可见，从而就实现了读已提交。具体流程如下。

  • 读事务开启
  • 当要进行读取操作时，立即生成一个read view,并获取对应行数据，安装MVCC规则进行匹配，匹配成功，则该版本数据对当前事务可见，否则根据回滚指针读取上一个版本的数据，直至读取到对当前事务可见的版本
  • 其他操作
  • 当再次涉及到读操作时，继续进行第二步操作

写写控制

MVCC实现了读写之前的无锁并发控制，而对于写写操作，Innodb表采用锁机制来进行并发控制，不过它采用的是行锁来进行控制，与表锁相比，它的粒度更细，锁定的范围更小，因此效率更高。

参考：MySQL的多版本并发控制(MVCC)是什么？ https://segmentfault.com/a/1190000037557620